초록
위상이동 방법을 이용하여 다결정 Ni|0.05M KOH수용액 계면에서 음극 $H_2$발생 반응을 위한 과전위 전착(흡착)된 수소의 Frumkin 흡착등온식을 연구조사 하였다. 다결정 Ni|0.05M KOH수용액 계면에서, 최적중간주파수일 때 위상이동$(0^{\circ}\leq{\phi}\leq90^{\circ})$ 거동은 표면피복율 $(1\geq{\theta}\geq0)$ 거동에 정확하게 상응한다. 최적중간주파수일 때 위상이동 변화 $(-{\phi}\;vs.\;E)$즉 위상이동 방법은 다결정 Ni|0.05M KOH수용액 계면에서 음극 $H_2$발생 반응을 위한 과전위 전착(흡착)된 수소의 Frumkin흡착등온식$(\theta\;vs.\;E)$을 추정할 수 있는 새로운 방법으로 사용될 수 있다. 다결정 Ni|0.05M KOH 수용액 계면에서, 표면피복율에 따른 과전위 전착(흡착)된 수소의 표준자유에너지 변화율(r), Frumkin 흡착등온식의 상호작용 파라미터(g), 표면피복율$(\theta)$에 따른 과전위 전착(흡착)된 수소의 흡착평형상수(K)와 표준자유에너지$({\Delta}G_{\theta})$는 각각 $24.8kJ mol^{-1},\;10,\;5.9\times10^{-6}{\leq}K{\leq}0.13,\;and\;5.1\leq{\Delta}G_{\theta}\leq29.8kJ\;mol^{-1}$이다. 전극속도론적 파라미터$(r,\;g,\;K,\;{\Delta}G_{\theta})$는 표면피복율${\theta}에 따른다.
The Frumkin adsorption isotherm of the over-potentially deposited hydrogen (OPD H) for the cathodic $H_2$ evolution reaction (HER) at the poly-Ni|0.05M KOH aqueous electrolyte interface has been studied using the phase-shift method. The behavior of the phase shift $(0^{\circ}\leq{\phi}\leq90^{\circ})$ for the optimum intermediate frequency corresponds well to that of the fractional surface coverage $(1\geq{\theta}\geq0)$ at the interface. The phase-shift method, i.e., the Phase-shift profile $(-{\phi}\;vs.\;E)$ for the optimum intermediate frequency, can be used as a new method to estimate the Frumkin adsorption isotherm $(\theta\;vs.\;E)$ of the OPD H for the cathodic HER at the interface. At the poly-Ni|0.05M KOH aqueous electrolyte interface, the rate (r) of change of the standard free energy of the OPD H with $\theta$, the interaction parameter (g) for the Frumkin adsorption isotherm, the equilibrium constant (K) for the OPD H with $\theta$, and the standard free energy $({\Delta}G_{\theta})$ of the OPD H with ${\theta}$ are $24.8kJ mol^{-1},\;10,\;5.9\times10^{-6}{\leq}K{\leq}0.13,\;and\;5.1\leq{\Delta}G_{\theta}\leq29.8kJ\;mol^{-1}$. The electrode kinetic parameters $(r,\;g,\;K,\;{\Delta}G_{\theta})$ depend strongly on ${\theta} (0{\leq}{\theta}{\leq}1)$.